(57)【要約】【課題】短時間且つ高精度にて分析対象ガスに含まれる成分を定量分析する。【解決手段】ガス分析システムが、分析対象ガスを採取するガス採取装置と、前記ガス採取装置から導入された前記分析対象ガスに含まれる成分を溶媒に溶解させて溶解液を得るガス溶解装置と、前記ガス溶解装置から導入された前記溶解液に含まれる前記成分の量を分析するフローインジェクション分析装置とを備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析対象ガスを採取するガス採取装置と、
前記ガス採取装置から導入された前記分析対象ガスに含まれる成分を溶媒に溶解させて溶解液を得るガス溶解装置と、
前記ガス溶解装置から導入された前記溶解液に含まれる前記成分の量を分析するフローインジェクション分析装置と
を備えることを特徴とするガス分析システム。
【請求項２】
前記分析対象ガスは、アンモニアを成分とする排ガスであることを特徴とする請求項１に記載のガス分析システム。
【請求項３】
前記ガス溶解装置で得られた前記溶解液を一定の容積に希釈する定容部を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス分析システム。
【請求項４】
前記溶解液から固形物を除去する、フィルタを更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガス分析システム。
【請求項５】
前記ガス溶解装置と前記フローインジェクション分析装置との間に前記フィルタを備えることを特徴とする請求項４に記載のガス分析システム。
【請求項６】
前記ガス溶解装置と前記定容部との間に、前記溶解液から固形物を除去するフィルタを更に備えることを特徴とする請求項３に記載のガス分析システム。
【請求項７】
前記溶解液から気泡を除去する気泡除去部を更に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のガス分析システム。
【請求項８】
前記フィルタと前記フローインジェクション分析装置との間に、前記溶解液から気泡を除去する気泡除去部を更に備えることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のガス分析システム。
【請求項９】
前記ガス採取装置によって採取した前記分析対象ガスの採取量を測定する測定器を更に備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のガス分析システム。
【請求項１０】
前記ガス採取装置、前記ガス溶解装置及び前記フローインジェクション分析装置の動作を制御する制御装置を更に備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のガス分析システム。
【請求項１１】
分析対象ガスを採取する工程と、
前記分析対象ガスに含まれる成分を溶媒に溶解させて溶解液を得る工程と、
前記溶解液に含まれる前記成分の量をフローインジェクション分析法にて分析する工程と
を備えることを特徴とするガス分析方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス分析システム及びガス分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスに含まれる成分を分析するためのシステムとして、ガスサンプリング用のラインを加熱し、加熱した上記ラインから試料ガスをサンプリングし、試料ガスを吸収びん内の吸収液に吸収させ、試料ガスを吸収させた吸収試料液を液体クロマトグラフ装置（ＬＣ装置）を用いて分析するものが知られている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）
【特許文献１】特許第３２２９０８８号公報
【特許文献２】特許第３３２２４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記分析システムでは、試料液を分析する装置として、ＬＣ装置が用いられている。ところが、ＬＣ装置を使用して試料液の分析をしようとした場合、数十分程度の時間がかかってしまう。したがって、ＬＣ装置を用いた分析システムは、分析に時間がかかってしまうため、分析対象ガスの採取現場においてほぼリアルタイムでガスの成分の定量分析を行う必要があるような状況には適用しがたい。
【０００４】
また、ＬＣ装置はサイズが大きいため、ＬＣ装置を用いた分析システムは、システム全体のサイズもそれに伴って大きいものとなってしまう。さらに、上述した従来のシステムでは、ガスをサンプリングするラインを予め加熱しなければない。したがって、加熱に時間や手間を要するだけでなく、システムに加熱手段等を設ける必要があるため、分析システムが複雑化し、そのサイズが大きくなってしまう。分析システム全体のサイズが大きければ、分析対象ガスの採取現場に分析システムを持っていくことは非常に困難又は不可能となる。
【０００５】
一方、溶液中の成分を定量分析する手法として、フローインジェクション分析法（ＦＩＡ法）が知られている。このＦＩＡ法を用いたフローインジェクション分析装置（ＦＩＡ装置）は、送液ポンプ、試料液導入バルブ、反応器、検出器（例えば吸光光度検出器）等により構成された装置であり、自動分析を行うことができるものであるが、その動作原理は次の通りである。すなわち、測定対象となる物質を含んだ試料溶液と、試料溶液を装置に連続的に送り込むためのキャリア溶液と、適宜選択した試薬とを送液ポンプにより一定速度で取り込みつつ、試料溶液と試薬との混合により発色（退色）反応を生じさせ、発色（退色）した試料溶液に光源から光を透過し、透過した光の量を測定することにより測定対象の物質の量を測定するのである。このＦＩＡ装置によれば、数分〜十数分程度の非常に短い時間で高精度にて試料溶液中の成分の定量分析を行うことができる。また、ＦＩＡ装置は、容易に小型化できるという特徴をも併せ持つ。
【０００６】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、短時間且つ高精度にて、分析対象ガスに含まれる成分を定量分析することができるガス分析システム及びガス分析方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のガス分析システムは、分析対象ガスを採取するガス採取装置と、前記ガス採取装置から導入された前記分析対象ガスに含まれる成分を溶媒に溶解させて溶解液を得るガス溶解装置と、前記ガス溶解装置から導入された前記溶解液に含まれる前記成分の量を分析するフローインジェクション分析装置とを備える（請求項１）。
【０００８】
フローインジェクション分析装置（ＦＩＡ装置）は、短時間且つ高精度にて溶液中の成分の定量分析を行うことができる分析装置である。このようなＦＩＡ装置を用いた本発明によるガス分析システムによれば、分析対象ガスに含まれる成分を溶媒に溶解させて溶解液を得て、その溶解液に含まれる上記成分の量を短時間且つ高精度に分析して、もって、分析対象ガスに含まれる成分の量を短時間且つ高精度に定量分析することが可能となる。
【０００９】
また、ＦＩＡ装置は容易に小型化することができるので、小型のＦＩＡ装置を用いれば、ガス分析システム全体を小型化することができるし、これをキット化することも可能となる。ガス分析システムをキット化できれば、システムを分析対象ガスの採取現場まで持っていくことが容易となり、システムの可搬性が向上する。
【００１０】
また、短時間且つ高精度で定量分析を行うことができる本ガス分析システムを分析対象ガスの採取現場まで持っていくことができれば、ガス採取現場にて、分析対象ガス中の成分の定量分析を短時間且つ高精度に行うことが可能となる。したがって、従前のように、現場でサンプルした試料を分析室等に持ち帰って改めて分析を行う等の面倒がなくなり、分析に要する時間や人手を大幅に削減することが可能となる。
【００１１】
また、前記分析対象ガスは、アンモニアを成分とする排ガスであってもよい（請求項２）。  
たとえ分析対象ガスが、排ガスのように煤塵等の微粒子を多く含む汚染されたものであっても、本ガス分析システムによれば、排ガス採取現場で排ガス中の成分の定量分析を短時間且つ高精度に行うことができる。また、本ガス分析システムによって排ガス中に含まれるアンモニアの定量分析を行えば、例えば、排ガスのアンモニア汚染量を調べることもできるし、火力発電所等の排煙脱硝装置の脱硝性能管理のために、現場にて排ガス中のアンモニア濃度を短時間且つ高精度且つリアルタイムに分析することもできる。
【００１２】
また、ガス分析システムは、前記ガス溶解装置で得られた前記溶解液を一定の容積に希釈する定容部を更に備えてよい（請求項３）。  
このように、ガス溶解装置で得られた溶解液を一定の容積に希釈する定容部を設けることにより、ガス溶解装置にて分析対象ガスに含まれる成分を溶媒に確実に溶解させ、その後、定容部にて、得られた溶解液を正確に一定容積とすることで、ＦＩＡ装置においてより正確な分析を行うことが可能となる。
【００１３】
また、ガス分析システムは、前記溶解液から固形物を除去するフィルタを更に備えてもよい（請求項４）。  
フィルタを用いることにより、溶解液に含まれる煤塵等の微粒子を濾過できる。なお、フィルタに逆洗機構を設け逆洗可能とすれば、逆洗することによりフィルタを何度も再利用することができるので、経済性に優れたガス分析システムを提供することができる。
【００１４】
また、ガス分析システムは、前記ガス溶解装置と前記フローインジェクション分析装置との間に前記フィルタを備えてもよい（請求項５）。  
ガス溶解装置とＦＩＡ装置との間にフィルタを設けたのは、次の理由による。すなわち、ＦＩＡ装置よりも上流にフィルタを設けたのは、ＦＩＡ装置に煤塵等の微粒子が入り込むのを防ぐためである。また、ガス溶解装置よりも下流にフィルタを設けたのは、ガス溶解装置よりも上流にフィルタを設けた場合には、分析対象の成分が吸着している煤塵等の微粒子までフィルタにより濾過してしまい、分析対象ガスに含まれる成分の量を正確に測定することができなくなってしまうからである。
【００１５】
また、ガス分析システムは、前記ガス溶解装置と前記定容部との間に、前記溶解液から固形物を除去するフィルタを更に備えてもよい（請求項６）。  
ガス溶解装置と定容部との間にフィルタを設けたのは、次の理由による。すなわち、定容部よりも上流にフィルタを設けたのは、ガス溶解装置で得られた溶解液を定容部で定容化する前に煤塵等の微粒子を取り除ければ、溶解液をより正確に定容化することが可能となるからである。また、ガス溶解装置よりも下流にフィルタを設けたのは、ガス溶解装置よりも上流にフィルタを設けたのでは、分析対象の成分が吸着している煤塵等の微粒子までフィルタにより濾過してしまい、分析対象ガスに含まれる成分を全て溶媒に溶解させることができなくなるからである。
【００１６】
また、ガス分析システムは、前記溶解液から気泡を除去する気泡除去部を更に備えてもよい（請求項７）。  
気泡除去部（例えば気泡抜きセルとエアー抜きポンプ等）を設けることにより、溶解液に含まれる気泡を除去して、ＦＩＡ装置にてより正確な分析を行うことが可能となる。
【００１７】
また、ガス分析システムは、前記フィルタと前記フローインジェクション分析装置との間に、前記溶解液から気泡を除去する気泡除去部を更に備えてもよい（請求項８）。  
フィルタとＦＩＡ装置との間に気泡除去部を設けたのは、次の理由による。すなわち、ＦＩＡ装置よりも上流に気泡除去部を設けたのは、ＦＩＡ装置で用いる試料液（溶解液）から気泡を除くことによって、ＦＩＡ装置にてより正確な分析を行うためである。また、フィルタよりも下流に気泡除去部を設けたのは、溶解液がフィルタを通過する際に生じうる気泡をも除去するためである。
【００１８】
また、ガス分析システムは、前記ガス採取装置によって採取した前記分析対象ガスの採取量を測定する測定器を更に備えてもよい（請求項９）。  
もし、本ガス分析システムが、ガス採取装置によって常に一定量の分析対象ガスを採取するように設計されているならば、一定とされた分析対象ガスの量と、ＦＩＡ装置の分析結果とに基づいて、分析対象ガスに含まれる上記成分の定量分析を正確に行うことができるだろう。しかし、ガス採取装置によって採取した分析対象ガスのガス量を測定する測定器をガス分析システムに設けたのは、次の理由による。すなわち、分析を行う毎に分析対象ガスの採取量を測定して、その測定結果を利用することとすれば、分析対象ガスに含まれる上記成分の定量分析をより正確に行うことが可能となり、分析対象ガスの採取量を任意に変更することが可能となるからである。
【００１９】
また、ガス分析システムは、前記ガス採取装置、前記ガス溶解装置及び前記フローインジェクション分析装置の動作を制御する制御装置を更に備えてもよい（請求項１０）。  
ガス採取装置、ガス溶解装置及びフローインジェクション分析装置の動作を制御する制御装置を設ければ、ガス分析システムの各構成要素の動作を制御装置によって制御することができるので、ガス分析システム全体の動作を自動化することが可能となる。
【００２０】
また、本発明のガス分析方法は、分析対象ガスを採取する工程と、前記分析対象ガスに含まれる成分を溶媒に溶解させて溶解液を得る工程と、前記溶解液に含まれる前記成分の量をフローインジェクション分析法にて分析する工程とを備える（請求項１１）。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によるガス分析システム及びガス分析方法によれば、短時間且つ高精度にて、分析対象ガスに含まれる成分を定量分析することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＝＝実施例＝＝
火力発電所において排ガス（分析対象ガスの一例）に含まれるアンモニアの濃度を自動分析するために本願発明を適用した実施例について説明する。
【００２３】
＜背景＞
火力発電所においては、排ガス中に含まれる有害物質であるＮＯＸを、アンモニア及び触媒の作用によって窒素及び水に分解するための排煙脱硝装置が設けられている。このアンモニアは、火力発電所の排ガス煙道を通じて排ガスとともに排煙脱硝装置に供給されるのだが、排煙脱硝装置の脱硝性能管理のためには、排煙脱硝装置の入口及び出口においてＮＯＸ濃度とアンモニア濃度の把握をしなければならない。そこで、排煙脱硝装置の入口及び出口の煙道を流れる排ガス中のアンモニア濃度を現場にて測定・分析する必要がある。本願発明は、このような状況にも好適に用いることができるのである。
【００２４】
＜ガス分析システムの構成例＞
図１は、本実施例に使用するガス分析システム１００を示す概略構成図である。本実施例のガス分析システム１００は、火力発電所における排ガス煙道１０００から排ガスを採取するためのガス採取管（サンプリングプローブ）１と、ガス吸収びん２と、ガスメータ３と、吸収液４を保持する吸収液保持容器５と、洗浄液６を保持する洗浄液保持容器７と、定容槽８と、定容槽８へ供給するための純水９を保持する純水保持容器１０と、フィルタ１１と、気泡抜きセル１２と、フローインジェクション分析（ＦＩＡ）装置１３と、ＦＩＡ装置１３へ試料を一定量導入するための六方バルブ１９及び検量管１４と、フィルタ１１を逆洗するための逆洗液１５を保持する逆洗液保持容器１６と、ＦＩＡ装置１３を較正するための標準液１７を保持する標準液保持容器１８等を備える。上記各構成要素は、例えば図１に示すような構成にて、各種配管・弁・ポンプ等を介して互いに連結されている。なお、ガス分析システム１００及び上記各構成要素の動作態様については、以降詳細に説明する。
【００２５】
また、図１に示すように、ガス分析システム１００は、制御装置２０を備える。制御装置２０は、各種演算を行うことのできるコンピュータであり、上記各構成要素、上記各種配管・弁・ポンプ等の動作を監視・制御するための信号を送受信することができる。また、制御装置２０は、ガス分析システム１００を動作させるためのプログラムや各種データを記憶するための記憶媒体（例えば、磁気ディスク、半導体メモリ、光ディスク等）を備える。
【００２６】
なお、本実施例では、ガス採取管１と、吸引ポンプＰ−Ｇと、ガスメータ３とが、「ガス採取装置」を構成し、ガス吸収びん２と、圧送ポンプＰ−Ｐと、ガス吸収びん出口弁Ｓ−２と、バッキポンプＰ３と、定容槽８と、純水保持容器１０とが、「ガス溶解装置」を構成するものと考える。しかし、本願発明は、このような構成に限定されるものではない。
【００２７】
＜ガス分析システム１００の外観例＞
図２Ａ〜図２Ｆは、システム１００を持ち運びできるように、ガス分析システム１００に含まれる上記各構成要素をいくつかのユニットにまとめてキット化した例を示す概略構成図である。図２Ａは、ガス分析システム１００の一部を構成するガス採取・溶液調整ユニット３０の正面図である。図２Ｂは、ガス採取・溶液調整ユニット３０の側面図である。図２Ｃは、ガス分析システム１００の一部を構成する分析・制御ユニット４０の正面図である。図２Ｄは、分析・制御ユニット４０の側面図である。図２Ｅは、ガス分析システム１００の一部を構成するガスメータ３の正面図である。図２Ｆは、ガス分析システム１００の一部を構成する排液回収ユニット５０の正面図である。
【００２８】
ガス採取・溶液調整ユニット３０は、排ガスを採取して吸収液（溶媒）に溶解させるための機構を備えるものであり、主として、ガス採取管１、ガス吸収びん２、吸収液保持容器５、洗浄液保持容器７等を備える。
【００２９】
分析・制御ユニット４０は、ガス採取・溶液調整ユニット３０で得られた溶解液を分析するための機構と、システム１００全体の動作を監視・制御するための機構とを備えるものであり、主として、定容槽８、フィルタ１１、気泡抜きセル１２、ＦＩＡ装置１３、制御装置２０等を備える。図示したように、制御装置２０は、データの表示・入力のためのタッチパネル２１や、データ出力のためのプリンタ２２等を備える。
【００３０】
ガスメータ３は、ガス採取・溶液調整ユニット３０に適宜接続される。排液回収ユニット５０は、システム１００から排出される排液を回収するための機構であり、ガス採取・溶液調整ユニット３０及び分析・制御ユニット４０に適宜接続される。
【００３１】
＜ガス分析システム１００の設置例＞
図３は、図２Ａ〜図２Ｆに示したキット化したガス分析システム１００を火力発電所の排ガス煙道１０００に取り付けた状態の例を示す概略構成図である。排ガス煙道１０００には、通常、排ガス採取が可能なように、数カ所にガス採取用フランジ６０が設けられている。排ガスを採取したい位置にあるガス採取用フランジ６０を開けて、本システム１００のガス採取管１をフランジ６０に取り付ける。本ガス分析システム１００の各ユニット（すなわち、ガス採取・溶液調整ユニット３０、分析・制御ユニット４０、ガスメータ３、及び排液回収ユニット５０）は、ガス採取現場又はその付近の足場や床面に設置する。図３においては、説明の便宜上、ガス採取・溶液調整ユニット３０と分析・制御ユニット４０とを離れた状態に描いてある。しかし、実際に設置する場合には、これらユニット３０、４０を互いに接近した状態に設置することにより、ガス分析システム１００の設置スペースをコンパクトにすることができる。
【００３２】
図３の点線で示すように、各ユニット・装置の間では信号のやりとりがされており、例えば、ガスメータ３で測定したガス吸入量のデータや、ＦＩＡ装置１３で分析したアンモニア量に関するデータが制御装置２０へ送られ、一方、制御装置２０から、ガス採取のタイミングや、ＦＩＡ装置への送液のタイミングが各装置・ユニットに指示される。
【００３３】
＜ガス分析システム１００の動作態様＞
上記のように構成・設置した本実施例のガス分析システム１００の動作態様について、主に図１を参照して説明する。
【００３４】
まず、ガス分析システム１００のユーザは、例えば制御装置２０のタッチパネル２１（図２Ｃ参照）を介して、分析開始の指示をガス分析システム１００に入力する（あるいは、一定時間間隔おきに、自動的に分析が開始するように、制御装置２０を予めプログラミングしておいてもよい。）。
【００３５】
これを受けて、制御装置２０は、ガス採取・溶液調整ユニット３０へ制御信号を送信し、弁Ｓ−１、弁Ｓ−２を閉じさせるとともに、吸収液ポンプＰ−Ａを作動させる。これにより、吸収液保持容器５内の吸収液４が、ガス吸収びん２へ注入される。そして、所定量の吸収液４がガス吸収びん２に注入されたことを、例えば吸収液ポンプＰ−Ａ等（あるいは不図示のセンサ）が検出すると、その旨の制御信号が制御装置２０に送信される。
【００３６】
これを受けて、制御装置２０は、ガス採取・溶液調整ユニット３０に制御信号を送信し、吸収液４の注入を停止させるとともに、排ガス煙道１０００内の排ガスの採取を開始させる。具体的には、制御装置２０は、吸収液ポンプＰ−Ａの動作を停止させる一方で、弁Ｓ−１を開かせるとともに、吸引ポンプＰ−Ｇ及びガスメータ３を作動させる。これにより、ガスメータ３による吸引ガス量の計測が行われつつ、吸引ポンプＰ−Ｇにより排ガスがガス分析システム１００内に吸引される。その結果、煙道１０００からの排ガスは、ガス採取管１及び弁Ｓ−１を通って、吸収液が注入されたガス吸収びん２に入り、ここでバブリングされる。そして、排ガス中のアンモニアが吸収液に溶解し、アンモニア溶解液が得られる。
【００３７】
所定量の排ガスが吸引されたことを、例えばガスメータ３（あるいは不図示のセンサ）が検出すると、その旨の制御信号が制御装置２０へ送信される。これを受けて、制御装置２０は、ガス採取・溶液調整ユニット３０に制御信号を送信し、吸引ポンプＰ−Ｇの動作を停止させる。あるいは、即座に排ガスの吸引を停止するために、ガスメータ３等が吸引ポンプＰ−Ｇに対して直接その旨の制御信号を送信するような構成としてもよい。  
また、ガスメータ３は、吸引した排ガス量に関するデータを制御装置２０へ送信する。制御装置２０は、このデータを記憶媒体（不図示）に記憶する。
【００３８】
次に、制御装置２０は、ガス採取・溶液調整ユニット３０に制御信号を送信し、（弁Ｓ−１を開き弁Ｓ−２を閉じた状態で）吸引ポンプＰ−Ｇ及び洗浄液ポンプＰ−Ｗを作動させる。これにより、洗浄液保持容器７内の洗浄液６がガス吸収びん２の方向に流れ、排ガスの流路（すなわちガス採取管１からガス吸収びん２までのライン）に吸着したアンモニアがガス吸収びん２に洗い込まれる。所定量の洗浄液６が送液されたことを、例えば吸引ポンプＰ−Ｇ、洗浄液ポンプＰ−Ｗ等（あるいは不図示のセンサ）が検出すると、その旨の制御信号が制御装置２０へ送信される。
【００３９】
これを受けて、制御装置２０は、ガス採取・溶液調整ユニット３０に制御信号を送信し、弁Ｓ−２、弁Ｓ−３を開かせるとともに、圧送ポンプＰ−Ｐを作動させる。これにより、ガス吸収びん２内の溶解液が定容槽８に移送される。
【００４０】
移送完了後、制御装置２０は、純水ポンプＰ−２を作動させる。これにより、純水保持容器１０内の純水９が定容槽８へ滴下されて、定容槽８内の溶解液が一定容積となるように希釈される。次いで、制御装置２０は、バッキポンプＰ−３を作動させる。これにより、定容槽８内の溶解液が空気撹拌される。ここで得られた溶液を、以降、「分析試料液」と称す。なお、定容化された分析試料液の容積に関するデータは、予め又は随時、制御装置２０の記憶媒体（不図示）に記憶される。
【００４１】
次に、制御装置２０は、制御信号を送信して分析試料液導入弁Ｖ２を開かせるとともに、分析試料液導入ポンプＰ１−１及びエアー抜きポンプＰ１−２を作動させる。これにより、分析試料液が定容槽８からＦＩＡ装置１３用の検量管１４へ送液される。本実施例では、検量管１４は、０．５ｍｌの容積を有し、六方バルブ１９に装着されている。検量管１４からＦＩＡ装置１３へ分析試料液を供給しないときは、六方バルブ１９の位置は、分析試料液が検量管１４から逆洗液保持容器１６へ送られ排液回収ユニット５０へ排出されるように設定されている。
【００４２】
検量管１４への送液途中で、分析試料液は、フィルタ１１を通過する。このフィルタ１１により、排ガスをガス吸収びん２でバブリングした際に溶解液（分析試料液）に混入した煤塵等の微粒子が濾過される。本実施例では、フィルタ１１としてメンブランフィルタを使用する。
【００４３】
また、分析試料液は、気泡抜きセル１２を通過し、ここで試料液中の気泡が除去される。気泡抜きセル１２内の液流通部分は、Ｔ字を右へ９０度回転させたような形状に構成されている。フィルタ１１を通過した分析試料液は、左方向から（右９０度回転したＴ字の底部を通って）気泡抜きセル１２内へ入り、下方すなわち検量管１４方向へ流れる。このとき、エアー抜きポンプＰ１−２により気泡抜きセル１２中の分析試料液の一部を上方向に抜き出すことにより、分析試料液中の気泡が上方向の流れと一緒に抜き出される。
【００４４】
なお、フィルタ１１は、ガス吸収びん２と定容槽８との間に設けてもよい。このような構成によれば、ガス吸収びん２で得られた溶解液を定容槽８で定容化する前に煤塵等の微粒子を取り除いて、定容槽値８にて溶解液をより正確に定容化することが可能となる。
【００４５】
ただし、図１に示す位置にフィルタ１１を配置すれば、次のような効果も得られる。分析試料液は、検量管１４を充分に置換できる量だけ送液すれば十分であって、生成した分析試料液を、全量、検量管１４に送液する必要はない。従って、図１に示す位置にフィルタ１１を配置すれば、生成した分析試料液全量をフィルタ１１に通過させる必要がなく、フィルタ１１を通過する分析試料液の量を少なくすることができる。これにより、フィルタ１１への煤塵の負荷が小さくなり、フィルタ１１の寿命を長くすることができる。
【００４６】
分析試料液を検量管１４に充分通液した後（例えば通液開始から数秒〜数分が経過した後）、制御装置２０は、制御信号を送信して六方バルブ１９の位置を切り替えさせる。これにより、六方バルブ１９の位置が切り替わり、検量管１４内の分析試料液が、キャリア溶液及び発色用の試薬（ともに不図示）とともに、ＦＩＡ装置１３へ連続的に供給される。そして、ＦＩＡ装置１３は、分析試料液中のアンモニア濃度の分析を開始する。本実施例では、インドフェノール法の発色原理に基づき、分析試料中に存在するアンモニウムイオンと、JIS K0102に規定された試薬との反応により生じるインドフェノール誘導体の吸光度を測定することにより、分析試料中のアンモニア濃度を分析する。なお、ＦＩＡ装置１３は、標準液保持容器１８内の標準液１７を使って予め較正（キャリブレーション）されているものとする。
【００４７】
ＦＩＡ装置１３は、連続的に供給される分析試料液の吸光光度（アンモニア濃度に比例）をリアルタイムに測定して、そのデータを制御装置２０に送り続ける。制御装置２０は、そのデータを受信すると、その値を単位時間毎に積分して時間積分値を計算する。そして制御装置２０は、得られた時間積分値、濃度概値等のデータと、ガスメータ３からの排ガス量に関するデータと、定容槽８にて定容化した分析試料液の容積に関するデータと、その他のデータ（例えば、ガス採取時の圧力に関するデータ、温度に関するデータ（ガスメータ３の温度データ）等）とに基づいて、ガス分析システム１００に取り込んだ排ガス中のアンモニア濃度を算出する。
【００４８】
ＦＩＡ装置１３が分析を行っている間（つまり、六方バルブ１９が切り替えられた位置にある間）は、逆洗液保持容器１６が六方バルブ１９を介してフィルタ１１と連通した状態にある。そこで制御装置２０は、制御信号を送信して弁Ｖ１、弁Ｖ２を開かせるとともに、分析試料液導入ポンプＰ１−１及びエアー抜きポンプＰ１−２を作動（逆回転）させる。これにより、逆洗液保持容器１６内の逆洗液１５は、六方バルブ１９を介してフィルタ１１を通り、フィルタ１１を逆洗する。そして逆洗液１５は、弁Ｖ２を介して定容槽８へ送られ、弁Ｖ１を介して排液回収ユニット５０へ排出される。これにより、フィルタ１１に付着していた煤塵等の微粒子が洗い流されるので、フィルタ１１を再利用することができる。なお、ＦＩＡ装置１３を通過し測定を終えた試料は、排液回収ユニット５０へ排出される。
【００４９】
＜ガス分析システム１００による分析実験＞
上記のように動作するガス分析システム１００を火力発電所の排ガス煙道に設置して、排ガス中のアンモニア濃度を分析する実験を行った。実験条件は、次の表１の中欄に示す通りとした。なお、比較例として、手作業にて煙道から排ガスを採取し、JIS K0099による方法にて排ガス中のアンモニア濃度を分析する実験も行った。比較例の実験条件は表１の右欄に示す通りとした。比較をより正確に行うため、比較例の実験は、ガス分析システム１００による分析実験とほぼ並行して行った。
【表１】
2005147950.tif 000003
【００５０】
表２及び図４に、上記表１の条件にて排ガス中のアンモニア濃度分析を行った結果を示す。図４は、表２の内容を視認し易いようにしたグラフである。
【表２】
2005147950.tif 000004
【００５１】
表２及び図４から明らかなように、ガス分析システム１００を使って定量分析した本実施例の実験結果は、比較例（手作業による場合）に対して、非常に高い相関があることが分かった。また、本実施例の実験の方が、分析に要した時間が比較例の場合よりも短い上に（表１参照）、分析の安定性という点でも比較例に勝っているといえる。
【００５２】
すなわち、本ガス分析システム１００によれば、たとえ分析対象ガスが、石炭火力発電所の排ガス煙道中の排ガスのように煤塵等を多く含む汚染されたものであっても、ガス採取現場でガス成分の定量分析を短時間且つ高精度に行うことができることが確認された。また、火力発電所における排煙脱硝装置の脱硝性能管理のためには、排煙脱硝装置の入口及び出口の排ガス中のアンモニア濃度を現場にて測定・分析する必要があるが、本ガス分析システム１００によれば、排ガス中のアンモニア濃度の分析を現場にて短時間、高精度且つリアルタイムに行うことができることが確認された。
【００５３】
＜その他＞
以上説明した内容は、いずれも単なる例示であって、当然、各種設計変更等が可能である。例えば、吸収液・洗浄液・試薬等の種類及び量は、状況に応じて適宜変更可能である。また、上記実施例では、図２に示したように、ガス分析システム１００を４つのユニットに分けて構成したが、ユニットの数はこれに限られるものではなく、例えばガス分析システム１００全体を単一のユニットとして構成してもよい。また、図１に示したように、ガス吸収びん２と定容槽８とを別個独立した装置として構成するのではなく、単一の装置として構成してもよい。
【００５４】
＝＝その他の実施例＝＝
以上、火力発電所において排ガスに含まれるアンモニアの濃度を自動分析するために本願発明を適用した実施例について説明した。しかし、本発明は、これ以外の例にも等しく適用することができる。
【００５５】
例えば、いわゆるシックハウス症候群の原因物質であるホルムアルデヒドやアンモニア等が建築物内の空気中にどのくらい存在するかを現場で分析するために本発明を適用することもできる。この場合、分析対象となるガス・物質に応じて、システムで用いる吸収液・洗浄液・発色用試薬等の種類及び量を適宜調整・変更する。
【００５６】
なお、以上説明した実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に、本発明にはその均等物も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施例に使用するガス分析システムを示す概略構成図である。
【図２】図２Ａは本発明の一実施例によるガス分析システムの一部を構成するガス採取・溶液調整ユニットの正面図である。図２Ｂは図２Ａのガス採取・溶液調整ユニットの側面図である。図２Ｃは本発明の一実施例によるガス分析システムの一部を構成する分析・制御ユニットの正面図である。図２Ｄは図２Ｃの分析・制御ユニットの側面図である。図２Ｅは本発明の一実施例によるガス分析システムの一部を構成するガスメータの正面図である。図２Ｆは本発明の一実施例によるガス分析システムの一部を構成する排液回収ユニットの正面図である。
【図３】図２Ａ〜図２Ｆに示したガス分析システムを火力発電所の排ガス煙道に取り付けた状態の例を示す概略構成図である。
【図４】表２の内容を表すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１  ガス採取管                        ２  ガス吸収びん
３  ガスメータ                        ４  吸収液
５  吸収液保持容器                    ６  洗浄液
７  洗浄液保持容器                    ８  定容槽
９  純水                            １０  純水保持容器
１１  フィルタ                        １２  気泡抜きセル
１３  ＦＩＡ装置                      １４  検量管
１５  逆洗液                          １６  逆洗液保持容器
１７  標準液                          １８  標準液保持容器
１９  六方バルブ                      ２０  制御装置
２１  タッチパネル                    ２２  プリンタ
２３  恒温槽                          ３０  ガス採取・溶液調整ユニット
４０  分析・制御ユニット              ５０  排液回収ユニット
６０  ガス採取用フランジ
１００  ガス分析システム              １０００  排ガス煙道
Ｐ−Ｗ  洗浄液ポンプ                  Ｐ−Ａ  吸収液ポンプ
Ｐ−Ｇ  吸引ポンプ                    Ｐ−Ｐ  圧送ポンプ
Ｐ１−１  分析試料液導入ポンプ        Ｐ１−２  エアー抜きポンプ
Ｐ２  純水ポンプ                      Ｐ３  バッキポンプ
Ｓ−２  ガス吸収びん出口弁
Ｖ１  定容槽排液弁                    Ｖ２  分析試料液導入弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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